Quelle technologie de récupération d’énergie étonnamment petite est maintenant 800 % meilleure ?

L’un des objectifs des appareils électroniques compacts de nouvelle génération est leur capacité à s’autoalimenter, ce que les chercheurs ont exploré de diverses manières grâce à des dispositifs de récupération d’énergie et à d’autres moyens.

Dans le cadre de cette tendance, des chercheurs de l’Université RMIT en Australie ont développé un nouveau type de matériau ultra-efficace et nano-fin ils ont dit qu’il est nettement plus efficace que des matériaux comparables pour convertir la pression mécanique en énergie électrique.

Ce type de matériau, appelé piézoélectrique, s’est déjà montré prometteur pour alimenter des capteurs et autres appareils électroniques basse tension en leur permettant de créer leur propre source d’énergie.

Le nanomatériau développé par l’équipe RMIT étend cette promesse plus loin et pour des facteurs de forme encore plus petits et de nouvelles applications avec un certain nombre d’avantages par rapport aux piézoélectriques actuels, a déclaré Nasir Mahmood, chercheur associé du vice-chancelier à la School of Engineering du RMIT.

« Il est si efficace que tout ce dont vous avez besoin est une seule couche de 1,1 nanomètre de notre matériau pour produire toute l’énergie nécessaire à un nanodispositif entièrement autonome », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.

Le matériel est 100 000 fois plus fin qu’un cheveu humain et 800 % plus efficace que les autres piézoélectriques basés sur des matériaux non toxiques similaires, a déclaré Masood. De plus, il est à base d’oxyde de zinc non toxique, également léger et compatible avec le silicium, ce qui facilite son intégration dans l’électronique actuelle.

« Jusqu’à présent, les piézoélectriques nano-minces les plus performants étaient à base de plomb, un matériau toxique qui ne convient pas à un usage biomédical », a-t-il déclaré.

Comment c’est fait

Le matériau peut également être facilement fabriqué grâce à une méthode d’impression rentable et commercialement évolutive, ce qui lui confère des avantages économiques et encore plus environnementaux, a déclaré Masood.

Cette technique de fabrication est une approche d’impression à métal liquide qui chauffe d’abord l’oxyde de zinc jusqu’à ce qu’il devienne liquide. Le métal liquide est exposé à l’oxygène, qui forme une couche non mince sur le dessus que les chercheurs comparent à la peau qui se forme sur le lait chauffé.

Les chercheurs roulent ensuite le métal sur une surface pour imprimer des feuilles nano-fines de cette «peau» selon une méthode capable de produire des feuilles à grande échelle du matériau et compatible avec tout processus de fabrication, y compris le rouleau à rouleau (R2R) En traitement; les chercheurs ont noté.

Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Matériaux aujourd’hui.

Les applications biomédicales potentielles du nanomatériau incluent les biocapteurs qui peuvent être utilisés en interne ainsi que les biotechnologies autoalimentées, telles que les stimulateurs cardiaques alimentés par le rythme cardiaque d’une personne, ont-ils déclaré.

Le matériau piézoélectrique est également utilisé pour créer des capteurs d’oscillation intelligents capables de détecter des défauts dans les infrastructures telles que les bâtiments et les ponts, en particulier dans les régions à haut niveau d’activité sismique.

De nouveaux vêtements et accessoires de fitness, tels que des chaussures de course intelligentes pour charger les téléphones portables et des sentiers intelligents qui exploitent l’énergie des pas des personnes qui courent et marchent dessus, peuvent également être développés à l’aide de ce matériau, ont déclaré les chercheurs.

L’équipe continue de travailler sur la technologie en l’intégrant dans des détecteurs à ultrasons pour une utilisation dans la défense et la surveillance des infrastructures, ainsi qu’en étudiant le développement de nanogénérateurs pour récolter l’énergie mécanique, a déclaré Masood.